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Die Erfindung betrifft einen angetriebenen Werkzeugträger zur Verwendung vorzugsweise an einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Dreh- oder Fräsmaschine.
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Aus dem Stand der Technik sind angetriebene Werkzeugträger in unterschiedlichen Varianten bekannt, welche in einer Werkzeugmaschine aufgenommen werden. Solche angetriebenen Werkzeugträger sind mit dem Drehantrieb der Werkzeugmaschine kuppelbar. Sie nehmen ein Werkzeug auf, wobei durch eine Antriebswelle dieses Werkzeug in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Ferner sind aus dem Stand der Technik Stoßwerkzeuge für lineare Arbeitsbewegungen bekannt.
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Dabei sind nach dem Stand der Technik auch angetriebene Werkzeugträger bekannt, welche Zusatzmittel zur Umformung der Drehbewegung der Antriebswelle aufweisen. Beispielsweise sind Lösungen bekannt, die Rotationsachse zu versetzen, die Achsrichtung zu verändern oder die Drehzahl zu reduzieren oder zu erhöhen.
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So beschreibt die deutsche Patentschrift
DE 36 05 913 C2 einen zweiteiligen Werkzeugträger. Das Kopfteil ist schwenkbar, so dass der Werkzeugträger in mehreren Achsen ausrichtbar ist. Die Rotation einer Antriebswelle wird durch ein Kegelradgetriebe auf das Werkzeug übertragen. Es erfolgt eine manuelle Justierung der Position.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift
DE 83 18 316 U1 beschreibt eine Werkzeugaufnahme, welche in einem festen Grundkörper die Rotation einer Ritzelwelle mittels Zahnrädern auf eine, das Werkzeug antreibende, Antriebswelle überträgt. Hierbei sind die Achsen der beiden Wellen parallel versetzt zueinander angeordnet. Somit sind das Werkzeug und die Antriebswelle axial zur Ritzelwelle verstellbar. Die Positionierung des Werkzeuges erfolgt manuell über eine Stellspindel.
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Die im Stand der Technik beschriebenen Lösungen zeigen meist Werkzeugträger, bei denen die Lage der Rotationsachse der Werkzeugaufnahme gegenüber der Antriebswelle der Werkzeugmaschine in Lage und Winkel variierbar ist. Axiale Bewegungen des Werkzeugs sind lediglich als manuelle Justierung möglich.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen angetriebenen Werkzeugträger für eine Werkzeugmaschine aufzuzeigen, der die möglichen axialen Arbeitsbewegungen einer Werkzeugmaschine vergrößert, sowohl rotatorische als auch translatorische Arbeitsbewegungen eines Werkzeuges ermöglicht, konstruktiv einfach und robust ausgebildet ist und eine geringe Baugröße aufweist sowie kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß weist der angetriebene Werkzeugträger einen nichtrotierenden Grundkörper, eine angetriebene Welle und eine Übertragerbaugruppe auf.
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Der nichtrotierende Grundkörper weist erfindungsgemäß einen Einspannschaft auf, welcher ausgebildet ist, in einer Bearbeitungsmaschine aufgenommen zu werden. Die Bearbeitungsmaschine ist nicht Teil des erfindungsgemäßen angetriebenen Werkzeugträgers. Als Bearbeitungsmaschine im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere Werkzeugmaschinen wie beispielsweise Dreh- oder Fräsmaschinen verstanden. Bei der Bearbeitungsmaschine kann es sich auch um einen Roboter oder jede sonstige Maschine handeln, die eine Antriebswelle und eine Spannvorrichtung für einen Einspannschaft aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Einspannschaft um einen Standardspannschaft. In einem eingespannten Zustand weist der Einspannschaft und mit ihm der Grundkörper eine feste Lagebeziehung zu der Spannvorrichtung der Bearbeitungsmaschine auf.
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Die angetriebene Welle weist erfindungsgemäß einen Kopplungsabschnitt und einen Rollenspindelabschnitt auf.
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Der Kopplungsabschnitt ist erfindungsgemäß ausgebildet, eine Rotation einer Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine aufzunehmen.
Der Kopplungsabschnitt ist die Verbindungsstelle zwischen der Bearbeitungsmaschine und dem angetriebenen Werkzeugträger. Der Kopplungsabschnitt ist dabei so gestaltet, dass er eine Rotation einer Arbeitsspindel vorzugsweise direkt aufnehmen kann. Auch der Kopplungsabschnitt ist vorzugsweise als standardisierte Kupplung ausgebildet, welche zugleich mit dem Einspannen des Einspannschafts eine formschlüssige Kopplung mit der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine herstellt.
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Die Übertragerbaugruppe weist erfindungsgemäß einen Aufnahmeträger, einen Zwischenzylinder, eine Axialarretierung und eine Rotationsarretierung auf.
Die Übertragerbaugruppe dient zur Übertragung - und je nach Betriebszustand auch der Umformung - der Rotationsbewegung, die von der angetriebenen Welle bereitgestellt wird, in eine Bewegung des Werkzeugs, welches in die Übertragergruppe einspannbar ist.
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Der Zwischenzylinder ist erfindungsgemäß mittels einer Axialarretierung axial verschieblich und rotationsfest in dem Grundkörper gelagert. Der Zwischenzylinder ist also so ausgebildet, dass er in dem Grundkörper axial verschieblich ist, zugleich aber in einer rotationsfesten Lagebeziehung zu dem Grundkörper steht.
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Der Zwischenzylinder ist innerhalb des durch die Axialführung freigegebenen translatorischen Freiheitsgrades beweglich und in den übrigen Freiheitsgraden festgelegt. Dieser translatorische Freiheitgrad entspricht der Hauptlängsachse der angetriebenen Welle. Die Axialführung ist so ausgebildet, dass diese vorzugsweise zugleich eine Rotation des Zylinders gegenüber dem Grundkörper formschlüssig unterbindet. In einer einfachen Bauform sind die Axialführungen so ausgebildet, dass der Grundkörper Finnen aufweist, welche in axiale Längsnuten in der Außenwandung des Zwischenzylinders eingreifen. Die Axialführung kann aber auch so ausgebildet sein, dass längserstreckte Führungen beispielsweise an dem Grundkörper angeordnet sind, welche von Gleitelementen umfasst werden, die an dem Zwischenzylinder angeordnet sind.
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Die Bauform des Zwischenzylinders kann von einer Zylinderform im geometrischen Sinne abweichen. So ist es möglich den Zylinder durch mehrere Läufer auf jeweils einer schienenartigen Axialführung zu ersetzen, welche den Aufnahmeträger umgeben. Als Zwischenzylinder ist vielmehr jedes Bauelement anzusehen, welches zwischen dem Grundkörper und dem Aufnahmeträger angeordnet ist und in den beschriebenen Lage- und Bewegungsbeziehungen zu dem Grundkörper und zu dem Aufnahmeträger steht.
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Der Aufnahmeträger trägt erfindungsgemäß eine Spannaufnahme, welche ausgebildet ist, ein Werkzeug aufzunehmen. Spannaufnahmen für Werkzeuge wie beispielsweise Fräsköpfe und ähnliches sind als solche aus dem Stand der Technik bekannt. Das Werkzeug wird von der Spannaufnahme des Aufnahmeträgers aufgenommen und die Spannaufnahme fixiert das Werkzeug durch ein Spannelement vorzugsweise kraftschlüssig oder kombiniert kraft- und formschlüssig am Aufnahmeträger. Das Werkzeug selbst ist nicht Teil des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers.
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Erfindungsgemäß ist der Aufnahmeträger mittels eines Rotationslagers drehbar in dem Zylinder gelagert und axial gegenüber dem Zylinder festgelegt.
Das Rotationslager ist vorzugsweise als Kugel oder Wälzlager ausgestaltet. Das Lager wird dann in an sich bekannter Weise durch zwei gegenüberliegende Ringnuten und die dazwischen angeordneten und umlaufenden Lagerkörper wie Kugeln oder Walzen gebildet. Die erste Ringnut befindet sich im Aufnahmeträger und die zweite Ringnut im Zwischenzylinder. Das Rotationslager ist vorzugsweise als Rotationslagereinheit mit mehreren Rotationslagern ausgebildet.
Mittels des Rotationslagers ist der Aufnahmeträger in einem rotatorischen Freiheitsgrad um die Hauptlängsachse der angetriebenen Welle relativ zu dem Zwischenzylinder beweglich und in den übrigen Freiheitsgraden festgelegt.
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Insbesondere verhindert das Rotationslager eine axiale Verschieblichkeit des Aufnahmeträgers relativ zu dem Zwischenzylinder.
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Der Aufnahmeträger weist erfindungsgemäß einen Rollenspindelmutterabschnitt auf, welcher mit dem Rollenspindelabschnitt der angetriebenen Welle im Eingriff steht.
Der Rollenspindelmutterabschnitt nimmt hierfür den Rollenspindelabschnitt so auf, dass dieser umfasst wird und ein Eingriff hergestellt wird. Der Rollenspindelabschnitt kann beispielsweise als Gewindestange mit einem Außengewinde, welche in den Rollenspindelmutterabschnitt in einem Innengewinde eingeschraubt ist, ausgebildet sein. Vorzugsweise sind der Rollenspindelabschnitt und der Rollenspindelmutterabschnitt in einer Baugruppe als Kugelrollspindel ausgebildet.
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Ferner ist der erfindungsgemäße angetriebene Werkzeugträger durch zwei Arretierungen gekennzeichnet.
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Die Axialarretierung ist erfindungsgemäß ausgebildet, in einem Eingriffzustand die axiale Verschieblichkeit des Zwischenzylinders gegenüber dem Grundkörper zu sperren und in einem Öffnungszustand die axiale Verschieblichkeit des Zwischenzylinders freizugeben.
In der einfachsten Bauform ist die Axialarretierung als Sperrbolzen ausgeführt, welcher im Eingriffszustand in den nichtrotierenden Grundkörper und den Zwischenzylinder formschlüssig eingreift und somit eine relative Axialbewegung zwischen dem nichtrotierenden Grundkörper und dem Zwischenzylinder verhindert. Im Öffnungszustand wird der Sperrbolzen aus dem nichtrotierenden Grundkörper gezogen und bewegt sich bei einer Axialbewegung des Zylinder vorzugsweise mit.
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In einer alternativen Bauform bildet die Axialarretierung im Eingriffszustand eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Zwischenzylinder aus, indem sie den Zwischenzylinder festklemmt. Die Betätigungsmittel der Axialarretierung sind in dieser Variante an dem nichtrotierenden Grundkörper angeordnet.
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Die Rotationsarretierung ist erfindungsgemäß ausgebildet, in einem Eingriffszustand die Drehbarkeit des Aufnahmeträgers gegenüber dem Zwischenzylinder zu sperren und in einem Öffnungszustand die Drehbarkeit des Aufnahmeträgers gegenüber dem Zwischenzylinder freizugeben.
In einer einfachsten Bauform ist die Rotationsarretierung als Sperrbolzen ausgebildet, welcher im Eingriffszustand eine formschlüssige Verbindung zwischen Zwischenzylinder und Aufnahmeträger herstellt. Die Verbindung verhindert eine Rotation des Aufnahmeträgers im Zwischenzylinder. Im Öffnungszustand wird die Verbindung durch ein Zurückziehen des Sperrbolzens gelöst und der Aufnahmeträger ist im Zylinder rotierbar.
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In einer anderen Variante kann die Rotationsarretierung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zwischenzylinder und dem Aufnahmeträger herstellen.
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Der Vorteil einer kraftschlüssigen Verbindung besteht sowohl bei der Axialarretierung als auch bei der Rotationsarretierung darin, dass die Arretierungspositionen stufenlos gesetzt werden können.
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Erfindungsgemäß ist der angetriebene Werkzeugträger ausgebildet, entweder einen Rotationsmodus oder einen Translationsmodus einzunehmen.
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Im Rotationsmodus weist erfindungsgemäß die Axialarretierung einen Eingriffszustand und die Rotationsarretierung einen Öffnungszustand auf. Im Rotationsmodus wird eine Rotation der angetriebenen Welle in eine Rotation des Aufnahmeträgers übertragen.
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Im Rotationsmodus wird der Aufnahmeträger mittels der angetriebenen Welle in eine Rotation versetzt, indem das nachfolgend beschriebene Zusammenwirken der Komponenten vorliegt.
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Die Rotation beispielsweise der Spindel einer Werkzeugmaschine wird über den Kopplungsabschnitt auf die angetriebene Welle übertragen. Der Rollenspindelabschnitt steht im Eingriff mit dem Rollenspindelmutterabschnitt des Aufnahmeträgers. Durch das Gewinde ist eine Bewegungsübertragung auf den Rollenspindelmutterabschnitt in zwei Formen möglich. Sofern sich der Rollenspindelmutterabschnitt mitdreht, findet keine axiale Bewegung statt. In diesem ersten Fall wird die Rotation in eine Rotation übertragen. Sofern sich der Rollenspindelmutterabschnitt nicht mitdreht, kommt es zu einer axialen Bewegung des Rollenspindelmutterabschnitts. In diesem zweiten Fall wird die Rotation in eine Translation übertragen.
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Da im Rotationsmodus sich die Axialarretierung im Eingriffzustand befindet, ist der Zwischenzylinder axial gegenüber dem Grundkörper festgelegt. Zugleich ist über das Radiallager auch der Aufnahmeträger axial gegenüber dem Zwischenzylinder und somit mittelbar auch gegenüber dem Grundkörper axial festgelegt. Wenn nun der Rollenspindelabschnitt rotiert, aber eine axiale Bewegung des Rollenspindelmutterabschnitts ausgeschlossen ist, kann dieser ausschließlich mit dem Rollenspindelabschnitt mitrotieren.
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Der Rotationsmodus ist der Hauptarbeitsmodus, da hier das, in den Aufnahmeträger, eingespannte Werkzeug mit rotiert und zum Bohren, Fräsen etc. eingesetzt werden kann. Die Rotationsbewegung des Werkzeugs ist hier die Arbeitsbewegung.
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Im Translationsmodus weist die Axialarretierung einen Öffnungszustand und die Rotationsarretierung einen Eingriffszustand auf. Im Translationsmodus wird eine Rotation der Welle in eine axiale Verschiebung des Aufnahmeträgers übertragen.
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Da im Translationsmodus sich die Radialarretierung im Eingriffzustand befindet, ist der Aufnahmeträger rotatorisch gegenüber dem Zwischenzylinder festgelegt. Ferner ist über die Axialführung der Zwischenzylinder gegenüber dem Grundkörper rotatorisch festgelegt, womit auch der Aufnahmeträger mittelbar gegenüber dem Grundkörper rotatorisch festgelegt ist. Dies bedeutet, dass sich der Aufnahmeträger nicht drehen kann. Wenn nun der Rollenspindelabschnitt rotiert, aber eine Rotation des Aufnahmeträgers nicht möglich ist, wird die Rotation des Rollenspindelabschnitts über das Gewinde in eine translatorische Bewegung des Aufnahmeträgers umgeformt. Die translatorische Bewegung ist möglich, indem sich der Aufnahmeträger und der Zwischenzylinder, welche zueinander axial festgelegt sind, gemeinsam mittels der Axialführung relativ zu dem Grundkörper bewegen können.
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Im Translationsmodus wird der Aufnahmeträger in der Z-Achse axial bewegt und kann so an ein zu bearbeitendes Werkstück herangeführt werden. Die translatorische Bewegung stellt insoweit eine Zustellbewegung dar.
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Ferner ist es für einige besondere Anwendungen möglich, dass die translatorische Bewegung die Arbeitsbewegung darstellt. Dies ist beispielsweise der Fall beim Stoßen, Räumen, Honen oder Gravieren.
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Die Schaltung der Arretierungen und somit der Betriebsmodi erfolgt vorzugsweise elektronisch gesteuert und wird vorzugsweise mittels Schaltbefehlen der Werkzeugmaschine initiiert. Vorzugsweise findet zugleich eine Überwachung der Zustände der Arretierungen statt um so zu verhindern, dass sich beide Arretierungen gleichzeitig im Eingriffszustand oder gleichzeitig im Öffnungszustand befinden. Sofern sich beide Arretierungen gleichzeitig im Eingriffzustand befinden würde dies zu einer Blockierung führen und möglicherweise Beschädigungen verursachen. Sofern sich beide Arretierungen im Öffnungszustand befinden würde dies zu undefinierten Bewegungsanteilen aus Rotation und Translation des Aufnahmeträgers führen können, je nach dem welchem Bewegungsanteil die größere Kraft entgegengesetzt wird.
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Der erfindungsgemäße angetriebene Werkzeugträger weist insbesondere nachfolgende Vorteile auf.
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Als ein besonderer Vorteil kann der effektive lineare Verstellweg für das Werkzeug erhöht werden. Der Verstellweg des erfindungsgemäßen angetriebenen Werkzeugträgers kann dem Verstellweg der Werkzeugmaschine hinzugerechnet werden.
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Somit können bei Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers auch mit kleineren Werkzeugmaschinen mit einem kleineren linearen Verstellweg Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, für die sonst Werkzeugmaschinen mit größeren linearen Verstellwegen benötigt würden.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass auch Bearbeitungsvorgänge mit linearen Arbeitsbewegungen durchgeführt werden können.
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Zudem ist es ein Vorteil dass der erfindungsgemäße angetriebene Werkzeugträger es in einfacher Weise ermöglicht, Störkonturen zu umgehen.
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Vorteilhaft ist insbesondere der einfache Aufbau und die geringe Baugröße.
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Zudem ist es vorteilhaft, dass für die Verwendung an einer Werkzeugmaschine nicht konstruktiv in die Werkzeugmaschine eingegriffen werden muss. Vielmehr können die bestehenden Standardspannaufnahmen der Werkzeugmaschine unverändert verwandt werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Steuerung einer Bearbeitungsmaschine und insbesondere einer Werkzeugmaschine für die Drehbewegung für die Positionierung der Translationsbewegung des Aufnahmeträgers genutzt werden kann. Soweit die Bearbeitungsmaschine die Funktion einer Erfassung der Winkelstellung der Arbeitsspindel bereitstellt, kann aus der Winkelstellung der Arbeitsspindel und der Steigung der Rollenspindel unmittelbar die lineare Position des Aufnahmeträgers bestimmt werden. Auf diese Weise kann mittels der Programmierung der Bearbeitungsmaschine ohne zusätzliche Mittel wie Positionsgebern die lineare Position des Aufnahmeträgers festgelegt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der angetriebene Werkzeugträger mindestens einen Hydraulikzylinder auf.
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Der Hydraulikzylinder ist gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung einer der beiden Arretierungen zugordnet und ausgebildet, diese Arretierung zu betätigen.
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Vorzugsweise werden jedoch beide Arretierungen, also sowohl die Axialarretierung als auch die Radialarretierung jeweils mit einem separaten Hydraulikzylinder versehen und von diesem betätigt.
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Durch die Verwendung eines Hydraulikzylinders können besonders vorteilhaft die Arretierungen sehr einfach und mit erhöhter Kraft geschaltet werden.
Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Arretierungen auch beim Auftreten von großen Kräften am Werkzeug erhöht.
Die meisten Werkzeugmaschinen besitzen bereits hydraulische Anschlüsse wodurch eine Integration des angetriebenen Werkzeugträgers in die bestehende Steuerung der Werkzeugmaschine erleichtert wird. Die Steuerung und die Betätigung der Arretierungen kann so vorteilhaft durch die Steuerung der Werkzeugmaschine mit übernommen werden. Hierfür stellen Werkzeugmaschinen in der Regel sogenannte M-Befehle bereit.
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In einer besonderen fortführenden Weiterbildung wird der Hydraulikzylinder mittels eines Kühlschmierstoff-Druckstroms betätigt. Hierzu ist die Fluidzuführung für den Hydraulikzylinder an den Kühlschmierstoff-Anschluss beispielsweise einer Werkzeugmaschine angeschlossen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Axialarretierung und die Rotationarretierung miteinander kombiniert und weisen ein gemeinsames Verriegelungselement auf.
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Das Verriegelungselement ist dabei so angeordnet, dass der Eingriffszustand der Axialarretierung einen Öffnungszustand der Rotationsarretierung bewirkt und umgekehrt, der Öffnungszustand der Axialarretierung einen Eingriffszustand der Rotationsarretierung bewirkt.
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Da die Rotationsarretierung und die Axialarretierung jeweils eine Arretierung zwischen dem Zwischenzylinder und jeweils einer anderen Komponente bewirken wurde es als besonders vorteilhafte Weiterbildung gefunden, beide Arretierungen an dem Zwischenzylinder anzuordnen und ineinander zu integrieren.
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Dies ist zum Beispiel durch einen Sperrbolzen umsetzbar, welcher je nach Schaltzustand die Funktion von Rotations- und Axialarretierung übernimmt.
Der Sperrbolzen weist zwei Stellungen auf. Die erste Stellung entspricht dem Eingriffszustand der Axialarretierung und dem Öffnungszustand der Rotationsarretierung. Die zweite Stellung entspricht dem Öffnungzustand der Axialarretierung und dem Eingriffzustand der Rotationsarretierung.
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Ein besonderer Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass ein Betriebszustand, bei dem sowohl die Axialarretierung als auch die Rotationsarretierung gleichzeitig in einem Eingriffszustand stehen und eine Blockierung bewirken würden, konstruktiv zuverlässig ausgeschlossen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der angetriebene Werkzeugträger Endlagensensoren auf, welche eine erste und eine zweite axiale Endlage der Übertragerbaugruppe erfassen. Dieser Weiterbildung liegt zu Grunde, dass die translatorische Bewegung das Aufnahmeträgers konstruktiv auf einen linearen Verfahrweg begrenzt ist, dessen Anfang und Ende die erste und zweite Endlage bilden. Dies bedeutet, dass die Drehbewegung der rotierenden Welle bei Erreichen einer axialen Endlage entweder beendet werden oder dass eine Umschaltung von dem Translationsmodus in den Rotationsmodus erfolgen muss. Die hierfür erforderlichen Schaltbefehle können vorteilhaft durch die Signale der Endlagensensoren angesteuert werden.
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Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
- 1 angetriebener Werkzeugträger im Rotationsmodus (Seitenansicht, Schnitt)
- 2 angetriebener Werkzeugträger im Translationsmodus (Seitenansicht, Schnitt)
- 3 angetriebener Werkzeugträger Ausführung Schlitten (Draufsicht, Schnitt)
- 4 angetriebener Werkzeugträger Ausführung Zylinder (Draufsicht, Schnitt)
näher erläutert.
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1 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels des angetriebenen Werkzeugträgers 1 im Rotationsmodus.
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Der angetriebene Werkzeugträger 1 wird aus einem nichtrotierenden Grundkörper 2, einer angetriebenen Welle 3 und einer Übertragerbaugruppe 4 gebildet.
Der nichtrotierende Grundkörper 2 weist einen Einspannschaft 5 auf, an welchen der nichtrotierende Grundkörper 2 in einer Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) aufgenommen wird.
Die angetriebene Welle 3 weist einen Kopplungsabschnitt 6 und einen Rollenspindelabschnitt 7 auf. Der Kopplungsabschnitt 6 ist ausgebildet, die Rotation einer Arbeitsspindel der Werkzeugmaschiene aufzunehmen.
Die Übertragerbaugruppe 4 überträgt die Rotation der angetriebenen Welle 3 auf ein Werkzeug (nicht dargestellt), welches in die Spannaufnahme 13 eingesetzt wird.
Hierzu weist die Übertragerbaugruppe 4 einen Aufnahmeträger 9, einen Zwischenzylinder 10, eine Axialarretierung 11 und eine Rotationsarretierung 12 auf.
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Der Aufnahmeträger 9 ist über das Rotationslager 14 mit dem Zwischenzylinder 10 verbunden. Das Rotationslager 14 ist in dieser Ausführung als ein umlaufendes Wälzlager ausgeführt.
Es sind gegenüberliegend Ringnuten in dem Aufnahmeträger 9 und in dem Zylinder 10 so angeordnet, dass sie die Walzen des Rotationslagers 14 in einem so gebildeten Ringnutenraum aufnehmen. In dieser Ausführung wird die relative axiale Position von Aufnahmeträger 9 und Zwischenzylinder 10 zueinander durch das Rotationslager 14 festgelegt.
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Der Zwischenzylinder 10 ist rotationsfest aber axial verschieblich im nichtrotierenden Grundkörper 2 angeordnet. Die axiale Verschieblichkeit des Zwischenzylinders 10 wird mittels einer schienenartigen Axialführung 15 bereitgestellt, in welcher der Zwischenzylinder 10 beweglich angeordnet ist.
Durch eine Axialarretierung 11 ist die axiale Bewegung blockierbar. In dem hier dargestellten Rotationsmodus befindet sich die Axialarretierung 11 im Eingriffzustand. Hierzu greift die Axialarretierung 11 in den nichtrotierenden Grundkörper 2 ein und stellt eine formschlüssige Verbindung mit diesem her, welche eine axiale Bewegung des Zwischenzylinders 10 blockiert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Axialarretierung 11 mit der Rotationsarretierung 12 zu einer Baueinheit kombiniert und ermöglicht durch eine Bewegung eines gemeinsamen Verriegelungselements 16, ausgebildet als Sperrbolzen, ein Umschalten in die Stellung des Translationsmodus durch eine Freigabe der axialen Bewegung des Zwischenzylinders 10 sowie eine Blockierung der Rotation des Aufnahmeträgers 2, wie dies in 2 dargestellt ist.
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Die Rotation des Aufnahmeträgers 9 und die axiale Bewegung der Übertragerbaugruppe 4 wird durch das von der angetriebenen Welle 3 eingebrachte Drehmoment bewirkt. Die Kraftübertragung erfolgt im Rollenspindelabschnitt 7 auf den Rollenspindelmutterabschnitt 16 der Übertragerbaugruppe 4. In dem in 1 dargestellten Rotationsmodus wird die axiale Bewegung des Aufnahmeträgers 9 blockiert und die Rotation der angetriebenen Welle 3 wird direkt in eine Rotation des Aufnahmeträgers 9 übertragen. Im Rotationsmodus vollführt das eingespannte Werkzeug eine Rotationsbewegung als Arbeitsbewegung.
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2 zeigt den angetriebenen Werkzeugträger 1 im Translationsmodus. Der Unterschied zur 1 besteht in der veränderten Stellung der Axialarretierung 11 und der Rotationsarretierung 12. Hierbei greift die Rotationsarretierung 12 in den Aufnahmeträger 9 ein und verhindert dessen Rotation gegenüber dem Zwischenzylinder 10.
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In 3 wird eine Draufsicht des angetriebenen Werkzeugträgers 1 dargestellt. An dem nichtrotierenden Grundkörper 2 ist eine mehrteilig ausgebildete Axialführung 15 angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zwischenzylinder 10 mehrteilig ausgeführt und die Zylinderteile des Zwischenzylinders 10 werden jeweils schlittenartig in der Axialführung 15 geführt.
Das Rotationslager 14 ist aus Übersichtgründen in der 3 nicht dargestellt. Die Sperrbolzen der Axialarretierung 11 sind im Inneren des mehrteiligen Zwischenzylinders 10 angeordnet und können durch diesen bewegt und in die entsprechenden Stellungen bewegt werden, um entweder den Rotationsmodus oder den Translationsmodus einzustellen.
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Die 3a zeigt den Rotationsmodus und die 3b den Translationsmodus in diesem Ausführungsbeispiel.
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Der Unterschied liegt in der Schaltstellung der Arretierungen 11, 12, welche analog zu den Erläuterungen zu 1 und 2 funktionieren. Auch hier schließen sich die Stellungen der Arretierungen 11, 12 gegenseitig aus, da beide Arretierungen 11, 12 mit den selben Sperrbolzen als dem gemeinsamen Verriegelungselement 16 ausgebildet sind.
Gemäß 3a befindet sich die Axialarretierung 11 im Eingriffszustand und die Rotationsarretierung 12 im Öffnungszustand, so dass der Zwischenzylinder 10 feststeht und der Aufnahmeträger 9 ausschließlich eine Rotation ausführen kann.
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Dem entgegen wird gemäß 3b die Rotation des Aufnahmeträgers 9 im Translationsmodus durch die Rotationsarretierung 12 blockiert, welche auch hier baulich mit der Axialarretierung 11 kombiniert ist. Somit wird auch ein Werkzeug, welches in die Spannaufnahme 13 eingesetzt wird, gegen Rotation blockiert und führt eine Translationsbewegung in der Z-Achse aus.
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In 4 zeigt eine Ausführung des angetriebenen Werkzeugträgers 1 mit einem durchgehenden Zwischenzylinder 10 in Draufsicht.
Im Vergleich zu der Ausführung in 3 ist der Zwischenzylinder 10 als durchgehender und den Aufnahmeträger vollständig umlaufender Zylinderkörper ausgeführt.
Die Arretierungen 11, 12 sind innerhalb von Bohrungen in diesem Zylinderkörper beweglich sowie dort schaltbar angeordnet.
Die Axialführungen 15 sind in diesem Ausführungsbeispiel als eine finnenartige Ausstülpung des nichtrotierenden Grundkörpers 2 ausgeführt, welche in Nuten des Zwischenzylinders 10 greifen. Somit ist der Zwischenzylinder 10 gegenüber dem nichtrotierenden Grundkörpers 2 axial beweglich und zugleich rotatorisch festgelegt.
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Sowohl in 3 als auch in 4 sind bei mehrteiligen Ausbildungen die Bezugszeichen im Interesse der Übersichtlichkeit lediglich exemplarisch angebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- angetriebener Werkzeugträger
- 2
- nichtrotierender Grundkörper
- 3
- angetriebene Welle
- 4
- Übertragerbaugruppe
- 5
- Einspannschaft
- 6
- Kopplungsabschnitt
- 7
- Rollenspindelabschnitt
- 8
- Rotationsspindelmutterabschnitt
- 9
- Aufnahmeträger
- 10
- Zwischenzylinder
- 11
- Axialarretierung
- 12
- Rotationsarretierung
- 13
- Spannaufnahme
- 14
- Rotationslager
- 15
- Axialführung
- 16
- gemeinsames Verriegelungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3605913 C2 [0004]
- DE 8318316 U1 [0005]